【正文】 t ???????? 2 ??? 從上面計(jì)算看出 M 、 M? 、 M? 三種工況下，以快速空載所需轉(zhuǎn)矩最大，即以此項(xiàng)作為校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的依據(jù)。 從表 322查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí)為 a x ?? jq MM? 則最大靜轉(zhuǎn)矩為 : ? ?cmNMj ??? a x 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 17 從表 323 查出 90BF004 最大轉(zhuǎn)矩為為 265? ?cmN? ，大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可以滿足此項(xiàng)要求。 Ⅲ .校核步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性 前面已經(jīng)計(jì)算出機(jī)床最大快移時(shí)，需步進(jìn)電機(jī)的最高起動(dòng)頻率 kf 為 ,切削進(jìn)給時(shí)所需步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行頻率 ef 為 從表 323 中查出 90BF004 型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載起動(dòng)頻率為 4000Hz，運(yùn)行頻率為 16000Hz，再?gòu)膱D 315， 316查出 90BF004 不進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性如圖 3 所示 : .cm圖3 1起 動(dòng)矩頻特性.cm圖3 2運(yùn) 行矩頻特性 當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)， 90BF004 型步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性可以滿足要 求。 (6).進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 18 機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是畫出進(jìn)給伺服系統(tǒng)的裝配圖，用以表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)特點(diǎn)及計(jì)算結(jié)果，進(jìn)給伺服系統(tǒng)總圖設(shè)計(jì) ： ① .橫向進(jìn)給伺服系統(tǒng)總圖設(shè)計(jì) 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以從俯視圖看出，橫向進(jìn)給的齒輪箱和步進(jìn)電機(jī)裝在床鞍后面，滾珠絲桿也需用蓋板保護(hù)。橫向進(jìn)給的手柄可以拆除也可保留 ， 將原機(jī)的方刀架拆除，改裝自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，由計(jì)算機(jī)控制，根據(jù)程序，自動(dòng)轉(zhuǎn)位、夾緊。從總圖中可以看到帶動(dòng)刀架回轉(zhuǎn)的微型電機(jī)、齒輪箱。 總體圖上還畫出此車床上加工螺紋的部件光電編碼器在數(shù)控車床上，利用光電編碼 器裝在主軸或主軸箱中與主軸保持一定傳動(dòng)比的伸出軸上，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，光電編碼器就發(fā)出一定數(shù)量的脈沖，輸入到計(jì)算機(jī)中，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算控制步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)滾珠絲桿，使刀架進(jìn)給一定的螺距。而附錄 E 中光電編碼器用彎板裝在主軸箱左端面，通過(guò)彈性聯(lián)軸器與主軸箱中一伸出軸相連。因伸出軸不可能與彈性聯(lián)軸器孔的尺寸完全一致，故還要設(shè)計(jì)一個(gè)中間過(guò)渡套。 控制面板上有數(shù)碼顯示，按鍵、各種指示燈及開關(guān)，注意設(shè)計(jì)時(shí)要與硬件電路圖一致。 ② .進(jìn)給伺服系統(tǒng)的裝配圖 經(jīng)過(guò)計(jì)算，已知橫向進(jìn)給系統(tǒng)采用 90BF004 型步進(jìn)電機(jī)。經(jīng)過(guò)二 對(duì)齒輪減速，齒輪齒數(shù) 25204024 4321 ???? ZZZZ ，， 。齒輪模數(shù) m=2,滾珠絲桿直徑為 25?od mm, 滾珠絲桿螺母選用的是外循環(huán)溝槽式墊片調(diào)隙 WD2505。 進(jìn)行應(yīng)保證足夠應(yīng)考慮以上問(wèn)題 Ⅰ .設(shè)計(jì)應(yīng)保證足夠的行程， CA6140 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，在床面上加工最大尺寸為? 400mm，橫向進(jìn)給行程至少為 195mm，圖中設(shè)計(jì)了兩對(duì)減速齒輪，減小了齒輪箱體的高度，使橫向拖板運(yùn)動(dòng)時(shí)，防塵蓋 11不致和箱體上蓋 4干涉，從圖中 可以看出橫向拖板 12最大運(yùn)動(dòng)距離為 210mm，另外還需注意從橫向拖板裝刀架的中心到主軸中心的距離必須大于等于行程與方刀架 21 見方及刀頭伸出度之和，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，主軸中心與床身中心并不重合， CA6140車床此尺寸為 5mm。 CA6140 車床刀架見方為 220? 200，刀頭伸出長(zhǎng)度為 30mm左右。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 19 Ⅱ .滾珠絲桿與橫向?qū)С痰钠叫卸葢?yīng)小于 ? ，為達(dá)到此要求，可在鏜床上對(duì)床鞍 兩邊的軸承孔在一次裝夾中鏜出。 Ⅲ .為保證滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)輕快靈活，無(wú)阻滯現(xiàn)象，必須使?jié)L珠螺母與兩端軸承同軸。在本設(shè)計(jì)中，滾珠螺母 14 與橫向拖板 12之間裝有一墊片，通過(guò)水平面內(nèi)滾珠螺母，在垂直面內(nèi)與兩端支承同軸，在通過(guò)內(nèi)六角螺釘 20的過(guò)孔，調(diào)整水平面內(nèi)滾珠螺母與兩端支承同軸，調(diào)整好以后，打入定位銷 21。 Ⅳ .滾珠絲桿左右各采用一對(duì)徑向軸承，在右端又采用一對(duì)止推軸承，以承受軸向力。當(dāng)絲桿受到向右的軸向力時(shí)，通過(guò)絲桿臺(tái)階傳給止推軸承 15 動(dòng)圈，經(jīng)鋼珠傳給止推軸承 15 不動(dòng)圈，再通過(guò)擋圈，一對(duì)徑向軸承 16的外圈傳給法蘭盤再傳到床鞍上。絲桿受到向左的軸向力通過(guò)絲桿右端的圓螺母?jìng)鹘o止推軸承的動(dòng)圈鋼珠，經(jīng)不動(dòng)圈傳給法蘭盤、床鞍，此處必注意絲桿所受的軸向力必須傳到床鞍等固定體上。另外，要注意止推軸承不動(dòng)圈和軸頸之間必須畫出間隙。 Ⅴ .雙片消隙齒輪的中間開有三個(gè)月牙形的槽放入壓簧，并用三個(gè)內(nèi)六角螺釘固定（ AA 斷面和 EE 斷面），這種消隙齒輪的裝配順序 :首先將雙片齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距，使雙片齒輪的齒對(duì)齊，彈簧 40 受壓，上緊螺釘 29，裝入箱體后將螺釘 29松開，彈簧 40 將雙片齒輪沿周向錯(cuò)開，以消除與齒輪 43 的間隙， 此時(shí)在將螺釘 29 上緊（因而在設(shè)計(jì)時(shí)，箱壁上要留有可伸入六角扳手的孔，彈簧兩端用削扁的銷子 41 壓?。┐嗽O(shè)計(jì)中應(yīng)注意箱體中留足夠的扳手空間，雙片齒輪 5 用二個(gè)六角螺釘固緊，六角扳手可以齒輪箱體上端面伸入（端蓋拆下），六角螺釘和滾珠絲桿在軸向留有足夠的空間，但此空間也不宜留得過(guò)大，以免加大箱體尺寸，雙片齒輪 8 采用三個(gè)開槽螺釘緊固。螺絲刀需從箱體左面孔中伸入（拆去端蓋 3）。 Ⅵ .90BF004 型步進(jìn)電機(jī)軸為平鍵，為防止運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中齒輪 25從電機(jī)上松動(dòng)滑出，在齒輪 25的輪轂上裝一頂絲 27，（電機(jī)軸上鉆一小窩）并用鉛絲在頂 絲口處與齒輪輪轂纏住以防松。 3. CA6140 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 附錄 H 圖 H1是用 MCS51 系列單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用 8031 作 CPU，畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 20 擴(kuò)展了兩片 2764 芯片、一片 6264 芯片、兩片 8155 可編程并行 I/O 接口。 ① .控制系統(tǒng)的功能 （ 1） Z 向和 X 向進(jìn)給伺服系統(tǒng)運(yùn)動(dòng) （ 2） 鍵盤顯示 （ 3） 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架控制 （ 4） 螺紋加工控制 （ 5） 面板控制 （ 6） 行程控制 （ 7） 其他功能 報(bào)警電路、急停電路、復(fù)位電路、光隔離電路、功能電路等。 ② .CPU、存儲(chǔ)器及 I/O接口 CPU 采用 8031 芯片，選用 6MHz 晶體振蕩器。它的 oP 作為數(shù)據(jù)總線和地址共用。16 位地址線由 oP 經(jīng)地址鎖存器 74LS373 提供 8位地址 70 AA? ，高 8 位地址 158 AA? 由8031 的 2P 口直接提供。 ALE 為地址鎖存允許。 PSEN 為低電平時(shí)選通外部存儲(chǔ)器（ EPROM），相應(yīng)的指令字節(jié)出現(xiàn)在 EPROM 的數(shù)據(jù)線（ 70 DD? ）上，輸入到 oP 口， 8031將指令讀入。 RESET 為復(fù)位控制，當(dāng) RESET 輸入端出現(xiàn)高電平時(shí)， 8031 被初始化復(fù)位，在復(fù)位有效期向 ALE、 PSEN 也輸出高電平。當(dāng) RESET 輸入端返回低電平后， CPU 從 O地址開始執(zhí)行程序。（故設(shè)計(jì)中一定有一片 2764 芯片連到 74LS138 的 0Y ）設(shè)計(jì)中采用上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位。另外，兩片 8155 的 RESET 也與 8031 的 RESET 管腳相連，它們可同時(shí)復(fù)位。 8031 的 0T 是片內(nèi)的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器溢出中斷申請(qǐng)，由主軸后面的光電編碼器輸入。當(dāng)車床車螺紋時(shí)，主軸光電編碼器向 81030T 發(fā)出進(jìn)給脈沖，用以控制不同導(dǎo)程的螺紋加工。光電編碼器還發(fā)出一個(gè)零位螺紋信號(hào)，輸入 8155(1)的 6PB ，用以防止車螺紋亂扣。 8155(1)主要用于功能鍵的控制，刀架轉(zhuǎn)位控制以及報(bào)警等。其中 PA 口為輸入口，50 PAPA? 作為功能鍵的 控制管理，刀架控制編輯、空運(yùn)行、自動(dòng)、手動(dòng) I，手動(dòng) II 和回零。 PB 口也是輸入口， 40 PBPB? 由面板上的按鍵分別控制起動(dòng)、暫停、單段、連續(xù)、急停等功能。 5PB 是換刀回答，當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架按指令轉(zhuǎn)位、夾緊，刀架電機(jī)停畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 21 轉(zhuǎn)之后，發(fā)出此信號(hào)，開始執(zhí)行進(jìn)給指令。 6PB 接光電編碼器輸出的零位螺紋信號(hào)。PC 口是輸出口， 30 PCPC ? 控制自動(dòng)